光色转换材料及其制备方法、LED发光单元及显示面板与流程

本发明属于发光材料，具体涉及一种光色转换材料及其制备方法、led发光单元及显示面板。

背景技术：

1、led发光单元具有亮度高、寿命长、低能耗等优点，因此常被作为固态光源广泛应用于照明、显示器、通信、医疗设备、机器视觉系统和生物检测等领域中。在led发光单元制作过程中，常采用在led发光单元表面设置色彩转换层的方式，实现出光光色转换，目前，色彩转换层常用的光色转换材料为荧光粉、量子点，其中，荧光粉的光谱发射带宽较宽，但色域可调谐性较差，不利于光色转换。相比于荧光粉，量子点的光谱发射带宽窄，且色域可调谐性广，可应用于对分辨率、显色效果要求较高的mini-led、micro-led等led发光单元中。

2、将量子点作为光色转换材料应用于led发光单元中时，需与聚合物溶液（例如硅树脂）混合，在此过程中，需确保量子点与聚合物溶液具有较好的相容性，并均匀分散在聚合物溶液中。但在实际制备过程中，量子点表面配体易受氧气和湿气的渗透，产生团聚，从而产生以下问题：（1）量子点之间自吸收和相互吸收光能，导致光转换效能显著降低，特别是量子点含量越高，光重吸收率就越高，易造成相当大的光能损失；（2）光色转换过程中产生的热量易在团聚的量子点中产生热淬灭效应，导致量子点表面结构被破坏，光转换效能变差，色彩转换效果也随之变差。

3、目前，解决上述问题的一种方式是用荧光粉替代部分量子点，荧光粉与量子点混合，使色彩转换层内量子点的密度降低，光重吸收率降低，以补偿损失的光能，但该方案牺牲了量子点色域可调谐性广的优势。另一种方式是在量子点与聚合物溶液中加入光扩散粉，但光扩散粉在聚合物溶液中的分散不易做到较高均匀性，且提高光扩散粉的比例会进一步恶化分散不均的现象，光的传输路径经常因为光扩散粉的分散不均匀而产生不一致，导致led发光单元出光光色一致性差的问题出现。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种光色转换材料，其可提高量子点分散均匀性，可避免量子点团聚导致光能损失、热淬灭等问题出现。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种光色转换材料，用于对led发光单元发出的光线颜色进行转换，其包括聚合物溶液，其特征在于，其还包括复合材料，所述复合材料包括量子点、亲油性tio2纳米管，所述量子点均匀分布于所述亲油性tio2纳米管的外表面及所述亲油性tio2纳米管的管道内表面，所述亲油性tio2纳米管指经过表面亲油性处理的tio2纳米管。

4、一种制备上述光色转换材料的方法，其特征在于，制备步骤包括：

5、提供聚合物溶液；

6、制备量子点与亲油性tio2纳米管的复合材料，所述复合材料中，所述量子点均匀分布于亲油性tio2纳米管的外表面及亲油性tio2纳米管的管道内表面，所述亲油性tio2纳米管指经过表面亲油性处理的tio2纳米管；

7、将所述复合材料加入到所述聚合物溶液中，搅拌获得光色转换材料。

8、其进一步特征在于，

9、所述聚合物溶液包括硅树脂或环氧树脂，但不限于硅树脂或环氧树脂。

10、进一步的，所述复合材料与所述聚合物溶液的质量比为：1.1wt.%:98.9wt.%~50wt.%:50wt.%。

11、进一步的，制备获得的光色转换材料中，包含1wt.‰~10wt.%亲油性tio2纳米管、1wt.%~40wt.%量子点、98.9wt.%~50wt.%聚合物溶液。

12、进一步的，制备量子点与亲油性tio2纳米管的复合材料，包括：tio2纳米管表面亲油性处理，获得亲油性tio2纳米管；

13、量子点修饰所述亲油性tio2纳米管，获得复合材料。

14、进一步的，tio2纳米管表面亲油性处理，包括：提供乙醇、氨基硅烷偶联剂、tio2纳米管；

15、在搅拌状态下，将氨基硅烷偶联剂、tio2纳米管加入所述乙醇中；

16、离心处理，收集第一固体，所述第一固体为所述亲油性tio2纳米管。

17、进一步的，所述氨基硅烷偶联剂为：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或n–(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。

18、进一步的，所述氨基硅烷偶联剂的添加量为tio2纳米管的0.1wt.%~4wt.%。

19、进一步的，量子点修饰所述亲油性tio2纳米管，包括：提供非极性有机溶剂；

20、将所述亲油性tio2纳米管分散在所述非极性有机溶剂中，得到分散液；

21、在搅拌状态下，将量子点加入到分散液中；

22、持续搅拌1小时；

23、离心处理，收集第二固体，所述第二固体为所述复合材料。

24、进一步的，所述非极性有机溶剂为甲苯、二甲苯或四氯化碳。

25、进一步的，将所述复合材料加入到硅树脂中后，搅拌脱泡。

26、进一步的，所述量子点为cdse/zns量子点。

27、一种led发光单元，其包括led芯片，所述led芯片的出光面设置有色彩转换层，其特征在于，所述色彩转换层包括上述光色转换材料，应用所述光色转换材料，制备所述色彩转换层，包括：

28、将所述光色转换材料涂覆于所述led芯片的出光面；

29、对所述光色转换材料进行固化，形成具有光色转换功能的所述色彩转换层。

30、其进一步特征在于，

31、所述光色转换材料的涂覆方式为丝网印刷。

32、进一步的，所述光色转换材料的涂覆厚度为50μm~200μm。

33、进一步的，所述光色转换材料的固化方式为加热固化。

34、一种显示面板，其包括基板、分布于基板的发光单元，其特征在于，所述发光单元为上述led发光单元。

35、采用本发明可以达到如下有益效果：光色转换材料中，量子点均匀分布在亲油性tio2纳米管外表面以及亲油性tio2纳米管管道内表面，tio2纳米管作为量子点的载体，避免了量子点团聚而产生光重吸收，有利于降低光能损失。另外，tio2纳米管为一种管状结构的热电材料，光色转换过程中产生的热量能够通过管状结构传导至其它区域，实现量子点的迅速降温，温度的降低有利于避免量子点表面结构被破坏，从而避免光转换效能变差，进而获得一种具有高光转换效能、高寿命的光色转换材料，另外，该光色转换材料中，无需设置光扩散粉，不存在光扩散粉分散不均匀而影响光传输路径一致性的问题，有利于led发光单元出光光色一致性的提升。

技术特征：

1.一种光色转换材料，用于对led发光单元发出的光线颜色进行转换，其包括聚合物溶液，其特征在于，其还包括复合材料，所述复合材料包括量子点、亲油性tio2纳米管，所述量子点均匀分布于所述亲油性tio2纳米管的外表面及所述亲油性tio2纳米管的管道内表面，所述亲油性tio2纳米管指经过表面亲油性处理的tio2纳米管，tio2纳米管表面亲油性处理，包括：

2.一种光色转换材料的制备方法，用于制备权利要求1所述的光色转换材料，其特征在于，制备步骤包括：

3.根据权利要求2所述的光色转换材料的制备方法，其特征在于，所述聚合物溶液包括硅树脂或环氧树脂，所述复合材料与所述聚合物溶液的质量比为1.1wt.%:98.9wt.%~50wt.%:50wt.%，制备获得的光色转换材料中，包含1wt.‰~10wt.%亲油性tio2纳米管、1wt.%~40wt.%量子点、98.9wt.%~50wt.%聚合物溶液。

4.根据权利要求2或3所述的光色转换材料的制备方法，其特征在于，制备量子点与亲油性tio2纳米管的复合材料，包括：

5.根据权利要求4所述的光色转换材料的制备方法，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂为：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或n–(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。

6.根据权利要求5所述的光色转换材料的制备方法，其特征在于，量子点修饰所述亲油性tio2纳米管：

7.根据权利要求6所述的光色转换材料的制备方法，其特征在于，所述非极性有机溶剂为甲苯、二甲苯或四氯化碳。

8.一种led发光单元，其包括led芯片，所述led芯片的出光面设置有色彩转换层，其特征在于，所述色彩转换层包括权利要求1所述的光色转换材料，应用所述光色转换材料，制备所述色彩转换层，包括：将所述光色转换材料涂覆于所述led芯片的出光面；

9.一种显示面板，其包括基板、分布于基板的发光单元，其特征在于，所述发光单元为权利要求8所述的led发光单元。

技术总结本发明涉及发光材料技术领域，具体涉及一种光色转换材料及其制备方法、LED发光单元及显示面板，本发明通过对TiO<subgt;2</subgt;纳米管表面进行亲油性处理、量子点修饰亲油性TiO<subgt;2</subgt;纳米管并与聚合物溶液按一定比例混合的方式，制备了一种光色转换材料，该材料中TiO<subgt;2</subgt;纳米管作为量子点的载体，避免了量子点团聚及其表面结构被破坏，采用该光色转换材料对LED发光单元进行封装，有利于LED发光单元的光转换效率和出光光色一致性的显著提升。技术研发人员：韩奎,郭文平,邓群雄,王顺荣受保护的技术使用者：元旭半导体科技（无锡）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19